JPS5846789B2 - 磁気バブル駆動回路方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、回路の稼動率を上げるようにした磁気バブル
１駆動回路方式に関する。

円筒状磁区なととも呼ばれる磁気バブルを利用した記憶
装置（マグネト・バブルメモリ）は、チップと称せられ
る磁気バフル発生、保持、転送用の磁性素子とバブル駆
動用回転磁界を発生するコイル等からなり、これらのチ
ップおよびコイルは一体化されてモジュールと呼ばれる
。

第１図は回転磁界発生用のコイルの配置を示し、１はＸ
コイル、２はＹコイルであり、これらは直交して配置さ
れ、これらのコイルの交点内部にチップが置がれる。

コイル１，２を駆動する方法として方形波電圧を印加し
、コイルの充放電を利用して三角波電流を流す駆動方式
（以後三角波駆動と称する）が提案されているが、この
方式はりサージュ波形が四角形であるが回路が簡単で制
御容易という利点を有する。

第２図は三角波駆動の基本回路を示すもので３はコイル
のインダクタンス、４はコイルの実効抵抗、５は正電源
、６は負電源、７は正側スイッチ、８は負側スイッチで
ある。

周期Ｔで１駆動する場合まずスイッチ７をＴ／４の間閉
じ、該スイッチを開いたのちＴ／４の休止期間をおき、
次にスイッチ８を閉じ、Ｔ／４後開くことにより、コイ
ルには周期Ｔの交番電流が流れる。

コイルの充放電時定数τを、周期Ｔより充分大きい値に
とれば、電流波形は直線状に変化し、第３図の９゜１０
０ごとき三角波となる。

第３図はＸコイル、Ｙコイルに前記三角波交番電流をＴ
／４の位相差を持たせて流した場合の電流波形を示し、
９はＸコイルに流れる電流波形、１０はＹコイルに流れ
る電流波形、１１はＸコイルに印加する電圧波形、１２
はＹコイルに印加する電圧波形を示す。

第４図は前記駆動方法により、コイル内に発生する回転
磁界軌跡１３を示す。

ところで１組のＸおよびＹコイルについて考えるに、こ
れらのコイルに塔載するチップ数を増すにはコイル形状
も犬にする必要があり、この結果インダクタンスが増加
する。

また駆動周波数を高くするとコイルのインピーダンスが
増加する。

また駆動磁界の強さを高めるには、電流を増す必要があ
る。

これらの場合はいずれも、電源電圧を高める必要があり
、この問題を解決するための一手段として第５図に示す
Ｈ形駆動方式が本出願人により考案されている（特願昭
４９−５４１５２号参照）。

この図で１４はコイル、１５，１６は正側スイッチ、１
７，１８は負側スイッチ、１９゜２０は正電源、２１．
２２は負電源、２３はスイッチｌ ５、１７とコイル１
４の一端との接続点、２４はスイッチ１６，１８とコイ
ル１４の他端との接続点である。

この回路でスイッチ１５，１８を閉じると、電流は２３
→２４の方向に流れ、スイッチ１６，１７を閉じると２
４→２３の方向に流れ、こうしてコイル１４には三角波
交番電流が流れる。

この回路ではスイッチの耐圧が第２図に示したスイッチ
と同等のものであっても２倍の電圧をコイル１４に印加
でき、前記の諸問題を解決できる。

しかし第５図においては１個のコイルを駆動するのに４
個のスイッチを必要とし、しかもコイルの電流が増加す
る場合には、電流容量の大きいスイッチが要求されるの
で駆動回路は大形、コスト高となることは避けられない
。

これらのスイッチは、コイルのインダクタンス、駆動電
流、電源電圧等の駆動条件が決められた場合、個々のス
イッチを簡略化して小形、低廉化を図るには限界がある
。

この限界を破る１方法としてコイルをｍ行ｎ列のマトリ
ックス状に配夕１ルたＸ、Ｙ縦横導体の各交点に接続し
、これらの縦横導体の各々に正、負電源およびスイッチ
を接続し、これらのスイッチを制御してｍＸｎ個のコイ
ル中の任意の１個を選択的に駆動するマトリックス駆動
回路が考えられる。

マトリックスであるからこの駆動回路は常識的にた同時
には任意の１つしか選択できず、回路の使用効率が悪い
。

本発明はか呈る点を改善し、回路稼動率を高めることが
できる駆動方式を得ようとするものである。

本発明の磁気バブル１駆動回路方式は磁気バブルを駆動
する回転磁界発生用のコイルに、電流周期をＴとして立
上り時間Ｔ／４、立下り時間Ｔ／４の正波および負波か
らなる交番電流をＨ型駆動方式により供給する正、負電
源およびそのスイッチをマトリックスの縦横導体にそれ
ぞれ接続し、これらの導体の各交点に前記コイルを接続
し、前記スイッチを操作して該コイルの複数個に前記三
角波電流をその通電期間を重複させて供給することを特
徴とするが、次に実施例につきこれを詳細に説明する。

第６図はＨ型駆動方式をとる回転磁界発生用のコイルの
マトリックス駆動回路を示す。

この図で１ａ□、１ａ２・・・・・・・・・ｌａｍ
はマトリックスの縦導体で、各々２本の導ｍ１１）１２
からなる。

ｌｂｌ。■ｂ２・・・・・・・・・ｌｂｎはマトリック
スの横導体であり、同様に各々２本の導線１３，１４か
らなる。

２５゜２７．２９，３１．３３，３５は正側のスイッチ
、２６．２８，３０，３２，３４，３６は負側のスイッ
チ、３７，３９，４１．４３，４５，４７は正電源、３
８，４０，４２，４４，４６，４８は負電源であり、こ
れらは縦横導体の各導線の一端に接続される。

４９，５０，５１，５２，５３はコイル、５４、５５・
・・・・・・・・７２，７３は電流のまわり込みを防ぐ
ダイオードで、コイル４９〜５３はこれらのダイオード
を介して縦横導体の各交点に接続される。

また、７４〜８５は縦横導体の各導線に接続され、コイ
ルの逆起電力を吸収するためのクランプダイオードであ
る。

この結果各コイルはマトリックスの縦横導体の各１つを
選択することにより、第５図に示したＨ型駆動方式で駆
動される。

これをコイル４９について説明するに、スイッチ２５，
３２をオンにすると３７−２５−１１５６−ａ−４９−
ｂ−５４−１４−３２−４４の径路でコイル４９に接続
点ａからｂに向う正方向電流が流れ、またスイッチ２６
，３１をオンにすると４３−３１−１３−５５−ｂ−４
９−ａ −５７−１２−２６−３８の径路でコイル４９
に接続点すからａに向う負方向電流が流れ、コイル４９
は三角波交番電流で付勢される。

かΣるマトリックス回路において複数素子を同時に駆動
することは、前述のように一般には不可能であり、常に
１時期には１つの素子が選択されるに過ぎない。

これは２（ｍ＋ｎ）個の電源およびスイッチのうち一時
期で作動しているのは２×２個の電源およびスイッチに
過ぎず、残りの２（ｍ十ｎ ２）個のそれは遊んでい
ることを意味し、回路の稼動率が低い。

ところでコイル駆動電流が三角波の場合は第２図および
第３図で説明したようにスイッチ７．８の閉成従って電
源５，６の給電期間はＴ／４であり、間にＴ／４の休止
期間がある。

この休止期間では全スイッチがオフの状態にあるから、
任意のコイルを駆動することが可能である。

例えば第６図でスイッチ２５，３２を閉じてコイル４９
に正方向電流を立上らせ、Ｔ／４周期経過してこれらの
スイッチ２５．３２を開き、コイル４９に蓄積されたエ
ネルギで７６−５６−４９−５４−７４の径路で該電流
を立下らせているときスイッチ２７．３４を閉じると、
３９−２７−６８−５２−６６−３４−４６の径路でコ
イル５２に正方向電流を流すことができる。

このとき５０，５１もその一端は電源３９，４６に接続
されるが、他端はスイッチ３２．２５の開放により電源
４４゜３７には接続されず、通電されることはない。

逆方向通電期間および他のコイルについても同様である
。

１個のコイルずつ選択駆動する場合、２個のコイルを１
駆動するのに要する時間は２Ｔであるが、前記の位相差
１駆動によれば（Ｔ＋Ｔ／’４）で済み、駆動時間を３
７．５％短縮できる。

なおこの位相差駆動においては、第１のコイルと第２の
コイルを駆動するために制御されるスイッチの各動作が
重複すると、選択しないコイルに電流が流れたり、特定
のスイッチの電力負荷が増加したりするので、スイッチ
開閉用電圧パルスの幅Ｔｗは、ＴＷ≦Ｔ／４を満足させ
る必要がある。

またＨ型駆動方式のような両極性駆動の場合は正電流回
路が動作中のときは逆電流回路は休止中となり、これを
利用するとマトリックスの異行異列の任意の２素子を逆
位相同時駆動することができる。

例えば第６図でスイッチ２５．３２を閉じ、ａ−）ｂの
方向の正方向電流をコイル４９に流すとき、例えばスイ
ッチ２８，３３を閉じるとコイル５２に負方向電流を流
すことができる。

すなわち互に、同行、同列にない任意の２個のコイルに
つき電流が相反する方向を取るようにスイッチ群を制御
することにより、これらの任意の２個のコイルを同時に
駆動することが可能となり、回路の稼動効率は２倍に向
上する。

更にこの場合は、ダイオード接合容量等を介して選択し
ないコイルに流れる半選択電流は、選択していない各コ
イルにおいて半選択電流が逆位相で同時に流入するため
、１個のコイルを選択駆動する場合よりも小さくなると
いう効果もある。

これらの逆位相駆動と、位相差駆動を同時に行うと、（
Ｔ＋Ｔ／４）の時間で４個のコイルを駆動できる。

この場合初め２個のコイルが駆動され、続いてＴ／４遅
れて他の２個のコイルが駆動されることになり、任意の
時間においては２個のコイルのみに電圧が印加されてい
る。

本方式にかΣるコイル駆動方式を磁気バブル装置に適用
した場合のいくつかの実施例を次に挙げて説明する。

第１の実施例 位相差１駆動回路２組を設け、その１組をＸコイルに、
別の１組をＹコイルに対応させることにより、２モジユ
ール中、第１のモジュールと第２のモジュールをＴ／４
遅れで駆動することが出来る。

第２の実施例 １組の位相差駆動回路において、前半に駆動される２コ
イルをＸコイル、後半に駆動される２コイルをＹコイル
に対応させることにより、２モジユールを同時に駆動す
ることが出来、（ｍＸｎ）／２モジュールを駆動出来る
。

第３の実施例 逆位相駆動回路２組のうち、１組をＸコイルに、他の１
組をＹコイルに対応させることにより、２モジユールの
同時駆動が可能となる。

第４の実施例 逆位相駆動と位相差駆動を同時に行う回路を２組設けて
第１の組をＸコイルに、第２の組をＹコイルに対応させ
ｍＸｎ個のモジュール中、４個のモジュールを選択駆動
することが可能である。

第５の実施例 逆位相駆動と位相差駆動を同時に行う回路を１組設げ、
Ｘコイル、Ｙコイルを所定の位置に配置し、選択する４
個のコイル中、前半で駆動される２コイルをＸコイルに
、後半で１駆動される２コイルをＹコイルに対応させ、
２モジユールを同時（Ｔ＋Ｔ／４）に駆動すること、す
なわち、（ｍｘｎ）／２駆動が可能である。

以上詳細に説明したように本発明によればスイッチを動
作させるタイミングを制御するのみで、回路の稼動効率
を上げ、小形、低廉化を実現し、しかも種々の使用目的
に対し共通の回路を使用できるため、駆動回路のユニッ
ト化も容易となる利点を有する。

なお図面には示さなかったが振動吸収用のダンピング抵
抗、ダイオード、コンデンサ等、コイル駆動回路におい
て、基本的に必要な付加素子は必要に応じて接続する。

また本発明は前述した三角波駆動の他に、デユーティ−
の小さい三角波駆動、台形波駆動および正弦波駆動にも
適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転磁界発生用コイルの概略斜視図、第２図は
三角波、駆動の基本回路を示す回路図、第３図ａ−ｄは
コイルの電流と印加電圧波形を示す図、第４図は回転磁
界の軌跡を示す説明図、第５図はＨ形駆動の基本回路を
示す回路図、第６図は本発明が適用されるマトリックス
駆動回路の回路図である。 図面で４９〜５３はコイル、２５〜３６はスイッチ、３
７〜４８は正、負電源、１８１〜１８ｍ。 ■ｂ１〜ｌｂｎはマトリックスの縦横導体である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁気バブルを駆動する回転磁界発生用のコイルに、
   コイルの充放電による正波および負波からなる交番電流
   を供給する正、負電源およびそのスイッチをマトリック
   スの縦横導体にそれぞれ接続し、これらの導体の各交点
   に前記コイルを接続し、前記正電源をコイルに供給する
   スイッチと、負電源をコイルに供給するスイッチの両ス
   イッチが共にオフの期間に該マトリックス上の他のコイ
   ルを選択し通電して、同時に複数個のコイルを１駆動す
   ることを特徴とした磁気バブル駆動回路方式。 ２ 通電期間を重複させて選択されるコイルがマトリッ
   クス交点上の任意の２つのコイルであり、これらのコイ
   ルに流れる交番電流の位相が互いにＴ／４周期ずれるよ
   うにスイッチを操作することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の磁気バブル、駆動回路方式。 ３ 通電期間を重複させて選択されるコイルがマトリッ
   クスの同行同列にない任意の２つのコイルであり、これ
   らのコイルに流れる交番電流の位相が逆位相であるよう
   にスイッチを同時に操作することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の磁気バブル駆動回路方式。 ４ 通電期間を重複させて選択されるコイルがマトリッ
   クス交点上の任意の２つのコイルとマトリックスの同行
   同列にない任意の２つのコイルであり、該マトリックス
   交点上の任意の２つのコイルへは交番電流の位相がＴ７
   ４周期ずれるように、また該マトリックスの同行同列に
   ない任意の２つのコイルへは電流が逆位相で同時に流れ
   るようにスイッチを操作することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の磁気バブル駆動回路方式。